Simulación numérica de la inestabilidad de Perkins en la ionosfera de la región F en latitudes medias: La influencia de múltiples factores ionosféricos de fondo
Autores: Liu, Yi; Lan, Ting; Zhou, Yufeng; Zhu, Yunzhou; Fan, Zhiqiang; Wu, Yewen; Zhang, Yuqiang; Wang, Xiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Simulación numérica
Inestabilidad de Perkins
Perturbación de densidad de plasma nocturna
Estructura de perturbación ionosférica
Altura de escala neutra
Ola de gravedad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
Se desarrolla en este estudio una simulación numérica de la inestabilidad de Perkins en la ionosfera de la región F en latitudes medias. Se reprodujo con éxito el crecimiento de la perturbación de densidad de plasma nocturna excitada por la inestabilidad de Perkins. Los resultados simulados muestran que la estructura de perturbación ionosférica, alargada de noroeste (NW) a sureste (SE), se generó a partir de una siembra aleatoria inicial al aplicar un viento neutro muy fuerte hacia el sureste (200 m/s). La dirección del vector de onda del dominio coincidió con la teoría lineal de Perkins. Nuestros resultados simulados fueron consistentes con las observaciones y simulaciones previas. Para investigar la influencia de múltiples factores ionosféricos de fondo en la generación de la perturbación ionosférica de escala media que viaja por la noche (MSTID), simulamos el proceso de evolución de las perturbaciones ionosféricas bajo condiciones iniciales de fondo ionosférico. Los resultados simulados indican la importancia de la altura de escala neutra en el desarrollo de la MSTID nocturna y sugieren que una menor altura de escala neutra amplificaría la amplitud de las perturbaciones ionosféricas. También se discuten en este estudio las influencias de la actividad de ondas gravitacionales (GW) y la siembra de campo eléctrico polarizado a partir de la inestabilidad del plasma en la región E. Concluimos que los procesos de siembra adicionales juegan un papel importante en la aceleración de la inestabilidad de Perkins y amplifican las perturbaciones ionosféricas. El proceso de acoplamiento electrodinámico tiene un efecto significativamente importante en la tasa de crecimiento de la inestabilidad de Perkins en comparación con la actividad de GW.
Descripción
Se desarrolla en este estudio una simulación numérica de la inestabilidad de Perkins en la ionosfera de la región F en latitudes medias. Se reprodujo con éxito el crecimiento de la perturbación de densidad de plasma nocturna excitada por la inestabilidad de Perkins. Los resultados simulados muestran que la estructura de perturbación ionosférica, alargada de noroeste (NW) a sureste (SE), se generó a partir de una siembra aleatoria inicial al aplicar un viento neutro muy fuerte hacia el sureste (200 m/s). La dirección del vector de onda del dominio coincidió con la teoría lineal de Perkins. Nuestros resultados simulados fueron consistentes con las observaciones y simulaciones previas. Para investigar la influencia de múltiples factores ionosféricos de fondo en la generación de la perturbación ionosférica de escala media que viaja por la noche (MSTID), simulamos el proceso de evolución de las perturbaciones ionosféricas bajo condiciones iniciales de fondo ionosférico. Los resultados simulados indican la importancia de la altura de escala neutra en el desarrollo de la MSTID nocturna y sugieren que una menor altura de escala neutra amplificaría la amplitud de las perturbaciones ionosféricas. También se discuten en este estudio las influencias de la actividad de ondas gravitacionales (GW) y la siembra de campo eléctrico polarizado a partir de la inestabilidad del plasma en la región E. Concluimos que los procesos de siembra adicionales juegan un papel importante en la aceleración de la inestabilidad de Perkins y amplifican las perturbaciones ionosféricas. El proceso de acoplamiento electrodinámico tiene un efecto significativamente importante en la tasa de crecimiento de la inestabilidad de Perkins en comparación con la actividad de GW.